某电厂基础预裂爆破技术QC

南阳**2×600MW发电工程“主厂房”基础工程预裂爆破技术QC小组中建*局*电厂二期项目经理部一：课题简介本工程为南阳**2×600MW有限责任公司主厂房基础爆破工程，爆破量为103487m3，对于一般的爆破，地震冲击波会给相邻的建筑物、构筑物造成不同程度的影响，甚至会产生破坏，为克服次项困难，我们项目部在充分调研的基础上，决定在主厂房土石方爆破时采用预裂爆破技术，希望在地震时产生的冲击波及飞石现象取得突破。二：小组概况：QC小组人员情况小组名称主厂房基础预裂爆爆破QC小组组建日期2006年10月月小组人数11人成员情况姓名性别年龄专业职称职务在QC小组内担任职务接受QC教育情况男32工民建工程师项目经理组长都受到QC知识培培训男34工程地质工程师项目副经理副组长男32工程测量工程师项目总工程师副组长男28工民建助工工程科长、组员男25工民建助工工程技术、组员男24工程预算助工工程经营、核算组员男23城市建设助工工程技术、组员男44工程测量助工工程测量、组员女35试验助工试验主任、组员男42爆破爆破员现场管理组员男42爆破爆破员现场管理组员三：选题理由理由一：根据**项目施工特点，为达到创新、人本、服务、安全的工程建设理念。理由二：主厂房石方爆破量大，与一期主厂房相临，爆破难度大，一般爆破施工，地震冲击波对周边的建筑物影响过大。理由三：向科技要质量，向科技要效益，树立创新、学习型项目的需要。综合以上理由，项目部决定用在主厂房土石方爆破时采用预裂爆破技术。四：现状调查：本QC小组对爆破时产生的影响进行了调查，邀请了具备实际经验的专家到现场指导，并召集业主、设计、监理等爆破方面的专家召开研讨会，共参加32人，较为全面的分析了爆破时产生的冲击波、飞石等一些主要问题，共收回信息80条，我们对这些信息进行了总结整理，归纳出以下问题：序号项目频数累计频数累计频率1冲击波影响4545562飞石2368853瞎炮775944早爆378985冲天炮2801006合计80根据调查表，做出上面排列图，从排列图中可以看出冲击波因素在A区，属于A类问题。五：小组活动目标及计划目标小组活动目标及计划目标计划目标冲击波的影响在国家标准范围内计划目标冲击波的影响在国家标准范围内总目标实现爆破时产生的冲击波目标可行性分析结论实现目标是可行的有利因素小组成员具备良好的技术素质和敬业精神。项目大力支持，以项目为首的指导小组及时指导。项目班子重视科技创新策划，从资金等各因素舍得投入。不利因素结论实现目标是可行的有利因素小组成员具备良好的技术素质和敬业精神。项目大力支持，以项目为首的指导小组及时指导。项目班子重视科技创新策划，从资金等各因素舍得投入。不利因素操作人员意识不够。二期主厂房与一期主厂房相临，且厂区内施工队工人很多，不易疏散。六：原因分析现象爆破时，震动强度过大，造成临近建筑物不同程度的损坏，仪器失灵，或对人体造成伤害。分析2.1采用了爆速高，猛度大，冲击作用强的炸药，作用于爆破体上的炮轰压力大，因而使爆破震动过大。2.2在控制爆破中，采用了密袋装药方式，爆破能量大，易使介质粉碎，震动亦相应加大。2.3爆破一次装药量过大，使爆破震动强度超过允许界限。3、措施选择适当的爆破能源，如在控制爆破中选用低爆速炸药或燃烧剂，以降低地震波、冲击波的作用。采用适当的装药方式，如在控制爆破中，采取分散装药，减少爆破振动强度；或采取装药与孔壁间预留一定环形空隙的装药方式，可缓冲和降低爆破对介质的冲击作用，因而可减少振动程度。控制爆破振动强度。一般多以垂直振速来衡量爆破振动强度，并作为划分破坏程度的指示。对应各种影响程度的爆破振速限制参考资料见表4—1；根据大量实测资料统计，不同建筑物、构筑物地面质点爆破振动速度允许临界值参考资料见表4—2。控制和减少一次齐爆的最大用药量来降低爆破能量，或采用分段微差控制爆破予以减振。为保护邻近建筑物不受爆破振动的损害，在控制爆破中，一次起爆允许用药量，可按下式计算：Q=R3（v/k）3/a式中Q——一次起爆允许的总药量（kg）R——爆破中心点至被保护建筑物之间的距离（m）v——被保护物地基允许振动速度(cm/s)，一般取v≤5㎝/sK-----有传播介质地震的介质等条件有关的系数，当介质为基岩时，K=30---70，平均值为K=200。a=爆破震动（地震波）随距离的衰减系数，a=1.0---2.0,近距a=2.0,平均值为a=1.67。各种影响程度的爆破震速限值参考表级别建筑物和岩石破坏坏情况震速（㎜/s）6建筑物安全≤507房屋墙壁有开裂，掉掉落60---12008一般房屋受到破坏坏，斜坡陡岩岩上的大石滚滚落，地表面面出现细小裂裂缝。120---20009建筑物受到严重影影响，松软的的岩石表面出出现裂缝，干干砌片石移动动200----550010--12建筑物全部破坏，岩岩石迸裂，地地形有明显变变化1500建筑物、构筑物爆破震动速度允许界限项次建筑物和构筑物类类别震速临界值1安装有电子仪器设设备的建筑物物≤352土质边坡≤503质量差的古旧建筑筑50---704质量较好的砖石建建筑物100----11205坚固的砼建筑物≤200增大爆破作业指数n值，使爆炸能量中一大部分形成空气冲击波，从而使转化为地震波的能量相对减少，地震强度亦随之减弱。合理设计起爆顺序，采取多段分次顺序起爆，使每段时间间隔在20ms以上，使每次爆破的地震波不重叠，形成独立作业的波，因而可大大降低地震强度。在建筑物周围设置减震沟，深度大于或等于基础深度，可起一定的减震作用。七、根据此项技术特点与小组人员的技术特长，通过开分析会的方法确定要因（详见下表）。序号原因论证分析1冲击波过大爆破一次装药量过过大2飞石伤人炮轰压力大3爆碴块过大炮孔间距大4爆面不规则未采取多布孔5爆破体失控爆破设计不合理6地基产生过大裂隙隙基底以上未预留保保护层七、对策表（详见下表）序号要因目标对策措施负责人1冲击波过大周围建筑物不受影影响多方面分析计算比比较精确计算装药量2飞石伤人人、物不受到伤害害覆盖爆破地表所以人员保证在安安全距离外。装入合理的药量。3地基产生过大裂隙隙控制裂隙合理计算选用合理的爆破工工业参数。使基底处于爆破压压碎圈半径范范围内。4爆破体失控按计划爆破选用正确的装药用用量、装药方方式、起爆次次序。编制操作性强的作作业指导书。本小组通过开展三次PDCA循环，不断改进，取得了预期效果。九：实施过程通过对几种爆破方案的调研，提出3种方案。方案一：硐室爆破。方案二：药壶爆破。方案三：预裂爆破。三种方案的优缺点：方案一：量大、快速、简便、不受气候与交通条件的限制，机械设备简单，爆破工效高，节省劳力。但开挖装药的硐室比较困难，劳动强度高，工作条件差，爆破后的岩块不均匀，产生大块率较高，引起较大的震动对建筑物保护不利，通风条件也差。方案二：可装入更多的炸药形成一个集中药包，可以与深孔或浅孔眼部位的柱壮装药同时起爆，一改善爆破效果。但在节理裂隙发育的岩层中，容易产生卡孔，一般成功率不高。方案三：当炸药与孔壁有空隙时，炮孔所受的压力会大大降低，不耦和系数为2.5时的孔隙最大切应力只相当于相同爆破条件下，不耦和系数为1.1时的1/16，完全可能将现有的常用炸药，用不耦合装药孔壁压力降低到只有几十兆乃至几百兆帕，孔壁压力接近岩石的极限抗压强度或底于极限抗压强度，使炮孔压力不至于压碎孔壁并使炮孔之间岩石产生裂缝。通过分析比较，确定选用方案三，即采用预裂爆破作为主厂房基础土石方预裂爆破方法。3、实施技术3.1露天爆破的技术要求随着深孔钻机如全液压钻机、高风压及中风压钻机的出现和不断完善以及装运设备的不断改进，爆破技术的迅猛提高和爆破器材的日益发展，深孔爆破在改善和控制爆破质量、提高大型机械设备装运效率和经济效益方面的优越性已明显地为人们认识与重视。露天深孔爆破的技术要求主要是：(1)控制冲击波的影响;(2)降低大块率;(3)降低综合爆破成本。（4）保证安全。3.2露天爆破安全控制技术及设计爆破的有害效应有地震波、飞石、冲击波、有毒气体、噪声和灰尘。作为露天爆破，必须对地震波、飞石、冲击波三项分别进行安全距离计算，保证符合要求，同时起爆网路的可靠起爆也是安全控制的重点。3.3地震波安全距离计算及防护技术(1)地震波安全距离计算

V=K·(Qm/R)α

式中：K、α—系数，与地形地质条件有关；Q—最大一段起爆药量,kg；R—药包中心至被保护物的水平距离,m。(2)地震波的安全防护技术露天爆破，实践表明，降低爆破振动最经济、最有效的办法是增加分段数、减小最大单响药量。理论上露天爆破采用非电导爆管起爆网路可实现无穷多段，当分段不超过30段时，可用孔内非电导爆管微差、孔外电雷管延时来实现，超过30个段别后需用非电雷管接力延时。如果单靠减小单段炮数还不能够保证爆破振动安全，应采用预裂爆破方法，在最后排与未爆区之间形成一条裂缝，即可有效阻隔40%的振动波能量向外传播。其他方法还可采用如：选用低威力低爆速的炸药；限制一次爆破的最大药量；选用适当的炸药单耗；选择适当的装药结构；调整爆破传爆方向；改变与被保护物的方位关系；充分利用地形条件，如河沟、渠道、断层等，都有显著的隔震作用。3.4飞石安全距离计算及防护技术(1)飞石安全距离计算露天爆破个别飞石的计算公式为：Rf=(40/2.54)×D式中：D———炮孔直径,cm;Rf———为个别飞石最小距离,m。但在实际设计中，有的工程技术人员采用硐室爆破(集中药包)的公式Rf=20K×n2×W,这是不正确的，对于计算出的Rf还应考虑爆破点的位置，安全保护区低于爆破点的位置，应增加距离，反之应减少。注意：无论计算结果如何，该距离均不得小于国家安全规程规定的最小200m安全距离。(2)飞石安全防护技术露天爆破的飞石主要产生于孔口和前排。造成孔口飞石有两个原因：一是堵塞不严，产生冲炮并带出孔口松动石块;二是装药过多，堵塞长度不够，使孔口石块飞出。造成前排飞石的原因主要是前排临空面不平，最小抵抗线差异太大，或结构面切割，甚至裂缝与炮孔贯通。对于孔口飞石，防护措施可在孔口加压砂包，就能够既消除冲炮隐患，又能限制孔口松动石块的飞出，同时又能有效降低大块率，因此，在孔口加压砂包是防止飞石操作方便、效果显著的有效办法。对前排飞石的防护，一方面可采用多排微差爆破，减少前排出现次数，另一方面，可根据前排抵抗线和结构面变化情况，在抵抗线太薄的位置堵塞岩粉作间隔装药。如果使用铵油炸药，必须防止过量的炸药流入前排裂缝，否则必将造成大量飞石，发生重大事故。一旦发现炮孔与贯通裂缝或空洞相连，应将该段炮孔堵塞，分段装药。如果发现有过量铵油流入裂缝中，必须注水溶解，然后再回填石沫堵塞裂缝贯通段。个别飞石的飞散距离与爆破方法、爆破参数特别是最小抵抗线的大小、堵塞长度和堵塞质量、孔间或排间毫秒延期时间、地形地质构造(如节理、裂缝和软夹层等等)以及气象条件有关。因此，为了防止飞石的产生，工程技术人员在爆破设计和施工时，一定要根据爆破条件的变化合理确定单位炸药消耗量和爆破参数，保证炮孔的堵塞长度和质量，以及采取以上种种措施。3.5爆破冲击波安全距离的计算与防护技术(1)爆破冲击波安全距离的计算

R=K×Q1/3

式中：R———为冲击波的安全距离,m;K———为系数，有掩体取15，无掩体取30;Q———为最大一段起爆药量,kg。(2)爆破冲击波安全防护技术为了减少爆破冲击波的破坏作用，可从两方面采取措施，一是防止产生强烈的空气冲击波;二是利用各种条件来削弱已经产生了的空气冲击波。通过合理确定爆破参数，避免采用过大的最小抵抗线，防止产生冲天炮；选择合理的微差起爆方案和微差间隔时间，保证岩石能充分松动，消除夹制爆破条件；保证堵塞质量和采用反向起爆，防止高压气体从孔口冲出；推广导爆管或电雷管起爆，尽量不用高能起爆索起爆。这些措施都能提高爆破时爆炸能量利用率，有效防止产生强烈空气冲击波。此外，尽量避免爆区正面朝向被保护物，无法避免时也应将建筑物的门窗打开，必要时搭设防护架，也可有效减小冲击波的危害。3.6起爆网路安全起爆技术如使用电爆网路，则要根据爆区气象水文条件、爆破要求、成本等方面综合考虑,选用普通瞬发、秒、毫秒延期电雷管，以及抗杂电雷管、BJ-1型安全电雷管、无起爆药雷管、预防杂散电流、射频电、雷电等的影响，提高电爆网路的安全性、可靠性，防止发生早爆事故。导爆管网路由于操作简单，不受外来电影响(雷电除外)、成本低、可实现等间隔微差起爆并且起爆段数和炮孔不受雷管段数限制而得到广泛推广应用。缺点是起爆前无法用仪表检查；爆区太长或延期段数太多时，采用孔外延期网路容易被空气冲击波或地震波、飞石破坏网路；在高寒地区塑料管硬化会恶化导爆管的传爆性能。推荐使用新型导爆管发射四通多闭合起爆网路。该网路具有以下特点：(1)整个起爆网路呈网格状多通道，传爆方向四通八达，个别雷管或导爆管的缺陷不影响整个起爆网路的准爆性;(2)对于每个雷管至少有两个方向传递爆轰波，起到双保险作用，可取代或减少复式导爆管起爆网路形式，节省起爆器件;(3)整个起爆网路中只要有一个结点被击发，即可使整个网路引爆;(4)网路联接操作简单，便于检查;(5)起爆雷管不受限制，可以把封闭的网路无限扩展然后单点或多点击发，以起爆整个网路。十、检查结果技术效果通过认真实施以上措施，较好的达到预期目标，控制了主厂房爆破时产生的冲击波及飞石的现象。效益结果节约了雷管与炸药的数量，节约了经济。新技术的运用，大大提高了爆破的质量，从根本上解决了爆破时产生的冲击波及飞石等对相邻建筑物的影响。十一、总结通过总结有以下几点值得借鉴：.1、露天爆破安全警戒距离半径：裸露药包、深眼法、峒室法不得小于400m；炮眼法(浅眼莹)、荮壶法不得